【摘 要】
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通信系统受到外界因素影响,导致接收机接收到波动较大的信号,为了实现基带信号的正确解调,需要在接收机中加入AGC自动增益控制电路,通过增益补偿的方式达到信号稳定输出的目的。本文提出了模数混合AGC系统的设计方案,该结构利用FPGA完成数字处理模块的设计,并将转换为模拟信号的控制电压反馈到可变增益放大器VGA,通过控制VGA的增益调整输出功率。本文主要工作内容如下:（1）本文描述了模数混合AGC系统的
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通信系统受到外界因素影响,导致接收机接收到波动较大的信号,为了实现基带信号的正确解调,需要在接收机中加入AGC自动增益控制电路,通过增益补偿的方式达到信号稳定输出的目的。本文提出了模数混合AGC系统的设计方案,该结构利用FPGA完成数字处理模块的设计,并将转换为模拟信号的控制电压反馈到可变增益放大器VGA,通过控制VGA的增益调整输出功率。本文主要工作内容如下:（1）本文描述了模数混合AGC系统的硬件结构框图,并根据设计指标选择合适的器件类型。采用多级低噪声放大器级联VGA的形式完成射频增益链路的设计,并利用开关控制固定增益放大器,为测试提供多种可能性。在控制电压反馈链路中选择线性度高、动态范围大的对数检波器,采样率高的单通道ADC模数转换器,Spartan6系列的FPGA芯片和单通道输入/双通道输出的DAC数模转换器。根据系统的结构框图和器件的数据手册完成整个电路的设计,进行PCB板的绘制,并完成硬件实物图的加工。（2）本文在数字处理单元实现AGC增益自动补偿的功能,利用Verilog HDL语言编写PID增益调控算法,在FPGA芯片内完成对输出偏差的补偿。数字设计采用自顶而下的方式,首先利用SPI串口协议完成对AD9233内部寄存器的配置,配置完成后,ADC模数转换器将检波输出电平转换为相应的偏移二进制码;然后在PID增益调控模块中对ADC采样数据的平均值与目标输出功率之间的误差进行比例-积分-微分运算;最后利用DAC总线控制模块驱动数模转换器AD5322,并将转换后的模拟输出量作为VGA芯片的控制电压。利用Modelsim软件完成各模块的功能时序仿真,利用ISE工具进行时序约束和布局布线操作,通过JTAG接口将设计代码的bit流文件加载到FPGA芯片的Flash内,完成系统数控处理单元的设计。（3）本文搭建了模数混合AGC系统的测试平台,验证分析了可变增益放大器ADL5246和对数检波器ADL5513的实际工作情况。测试结果表明,该系统的工作频率为1.9GHz,当输入信号功率为-33dBm～9dBm时,通过改变VGA的控制电压调整系统增益,输出功率稳定在-15dBm左右。
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